水污染控制工程课程设计报告

1、完美WORD格式O）仏闩理Z弟俛XIAMEN UNIVERSITYOF TECHNOLOGY水污染控制工程课程设计报告题目某淀粉厂废水处理厂设计系部环境科学与工程学院专业班级组员指导教师柴天设计时间2014-2015学年第二学期16-17周OO五年06月24日小组任务分配共同完成部分：1、设计任务书2、工艺方法的选择等主要整体步骤1、格栅槽的设计（包括格栅的设计、分馏格栅槽布置、调节沉淀池的设计（包括设 计说明、设计计算2、UASB设计计算（包括设计说明、UASB反应器工艺构造设计计算、布水系统的设计计算、出水渠设计计算、排泥管的设计计算、UASB排水管设计计算、沼气管路系统设计计算、UASB

2、的其他设计）3、一次污水泵设计（包括设计说明、污水泵设置、污水泵计算）4、二次污水泵设计（包括设计说明、污水泵设计计算）5、平面图绘制1、预曝沉淀池设计（包括设计说明、曝气沉淀池工艺构造计算、曝气装置设计计算、 沉淀池出水渠计算、排泥、进水配水）2、 SBR设计计算（包括设计计算说明、SBR反应池容积计算、SBF反应池运行时间与 水位控制、排水口高度和排水管管径、排泥量及排泥系统、需氧量及曝气系统设计计算）3、鼓风机房设计（包括供风量、供风风压、鼓风机的选择、鼓风机房布置）4、剖面图绘制5、PPT制作专业整理知识分享完美WORD格式1、污泥处理设计（包括产泥量、污泥处理方式、集泥井容积计算、集

3、泥井排泥泵）2、污泥浓缩池设计计算（包括设计说明、容积计算、工艺构造尺寸、排水和排泥、 污泥脱水系统设计、污泥贮柜、污泥脱水机房）3、主要构筑物参数4、整体设计整合5、高程图绘制目录1. 设计任务书 71.1设计目的 71.2设计任务及内容 71.3设计背景及资料 81.3.1设计背景 81.3.2设计依据 81.3.3 处理后出水水质要求 101.4 污水水指标 102. 工艺流程的设计及说明 102.1工艺流程的选择与确定 102.1.1 常规二级处理工艺 102.1.2 工艺方案选择 112.1.3 厌氧处理工艺比较与选择 122.1.4 好氧处理工艺比较与选择 153 处理构筑物的设计

4、计算 173.1分流格栅槽的设计 173.1.1 格栅的设计 173.1.2分馏格栅槽布置 183.2调节池的设计 193.2.1 设计说明 193.2.2设计计算 193.3 一次污水泵设计计算 193.3.1 设计说明 193.3.2污水泵设置 193.3.3 污水泵计算 203.4 UASB设计计算 213.4.1 设计说明 213.4.2 UASB反应器工艺构造设计计算 223.4.3布水系统的设计计算 283.4.4 出水渠设计计算 303.4.5 UASB排水管设计计算 323.4.6排泥管的设计计算 323.4.7沼气管路系统设计计算 333.4.8 UASB的其他设计 373.

5、5二次污水提升泵设计计算 383.5.1 设计说明 38专业整理知识分享完美WORD格式3.5.2污水泵设计计算 383.6预曝气沉淀池设计计算 403.6.1 设计说明 403.6.2曝气沉淀池工艺构造计算 413.6.3曝气装置设计计算 423.6.4 沉淀池出水渠计算 433.6.5 排泥 443.6.6进水配水 443.7 SBR反应池设计计算 443.7.1 设计计算说明 443.7.2 SBR反应池容积计算 453.7.3 SBR反应池运行时间与水位控制 463.7.4排水口高度和排水管管径 463.7.5排泥量及排泥系统 473.7.6需氧量及曝气系统设计计算 483.8鼓风机房

6、设计 523.8.1供风量 523.8.2 供风风压 523.8.3鼓风机的选择 523.8.4鼓风机房布置 533.9污泥处理系统 533.9.2 污泥处理方式 533.9.3集泥井容积计算 543.9.4集泥井排泥泵 543.10污泥浓缩池设计计算 543.10.1 设计说明 543.10.2 容积计算 553.10.3 工艺构造尺寸 553.10.4 排水和排泥 553.11污泥脱水系统设计 563.11.1 污泥贮柜 563.11.2 污泥脱水机房 564污水处理站平面布置和高程布置 584.1构筑物和建筑物主要设计参数 584.2污水处理站平面布置 594.2.1 布置原则 594.

7、2.2 管线设计 604.2.3平面布置特点 614.3污水处理站高程布置 625.参考文献 621. 设计任务书1.1设计目的课程设计是环境科学专业教学计划中的一个重要的实践性教学环节。通过工程设计，综合运用和深化所学理论知识；学会调查研究、收集设计资料，根据工程要求和 设计规范选择、制定设计方案，并利用标准图集和设计手册等完成设计任务；进一步 提高设计计算、绘图、编制工程预算，编写设计说明书和计算书及使用计算机技能； 培养独立分析和解决一般工程实际问题的能力，使学生受到工程师的基本训练。通过 本设计，使学生巩固和加深对水污染控制工程的基本理论和基本概念的理解，掌握水处理处理厂（站）的设计计

8、算要点。使学生初步具有水处理处理厂 （站）的设计能力。1.2设计任务及内容拟新建某淀粉厂废水处理厂一座，（1）收集相关资料，确定废水水量水质及其变化特征和处理要求；（2）对废水处理工艺进行分析比较，提出适宜的处理工艺方案和工艺流程；（3）结合水质水量特征，确定各处理构筑物的型式；专业整理知识分享(4) 进行全面的处理工艺设计计算，确定各构筑物尺寸构造和设备选型；(5) 进行厂区平面布置及水力高程计算；本次课设为某淀粉厂废水处理厂设计，规模为 2300希d。根据某淀粉厂排放的废水特点及提供的占地面积，本设计方案通过UAS工艺，SBRt艺,稳定、经济技术合理且具有良好除氮除磷功能的处理工艺，保证废

9、水达到国家污水综合排放标准(GB2546J 2010) 一级标准，同时使投资、占地面积、运行 管理度达到最佳设置。1.3设计背景及资料1.3.1设计背景食品工业是以粮食和农副产品为主要原料的加工工业。这类行业用水量大，废水排放量也大，尤其以淀粉工业废水的排放量占首位。我国淀粉行业有600多家企业。33在国内，每生产1m淀粉就要产生1020m废水，有的甚至更多。废水中主要含有淀 粉、糖类、蛋白质、废酸和废碱等污染物，随生产工艺的不同，废水中的COD浓度在200020000mg/l之间。这些淀粉废水若不经过处理直接排放，其水中所含有的有机 物，进入水体后迅速消耗水中的溶解氧，造成水体缺氧而影响鱼类

10、和其他水生动物的生存，同时废水中悬浮物易在厌氧条件下分解产生臭气，恶化水质。1.3.2设计依据(1) 废水水量及水质：废水水量：2300nVd=26.62L/s,Kz=1.88Qmax = 0.02662 1.88 二 0.05m3 / sCOD=9500mg/LBOD5=4500mg/LSS=350mg/LpH: 56水温30oC（2）气象水文资料：风向：春季：南风（东南）夏季：南风（东南、西南）秋季：南风、北风冬季：西北风气温：年平均气温：78 °C最高气温：34 °C最低气温：-10 °C冻土深度：60cm地下水位：4-5m地震裂度：6级地基承载力：各层均在

11、120kPa以上（3）拟建污水处理厂的场地：为80X3（平方米的平坦地，位于主厂区的南方。生产车间排水经管道自流到污水 厂边的集水池（V=50m3池底较污水厂地平面低4.00m）。处理水排水管的管底标高比 主厂区低5米。1.3.3处理后出水水质要求处理后水质要求：CO 僕 100mg/LBOD疾 20mg/LSS< 70mg/LpH: 69 1.4污水水指标表1-1污水水质指标指标BODCODSSTNNH-NTPpH废水进水水质（mg/L）45009500350-5-6出水水质（mg/L）2010070-6-9处理程度（）99.698.980-/2. 工艺流程的设计及说明2.1工艺流程的

12、选择与确定2.1.1常规二级处理工艺（GBJI4 87），污水处理厂的处理效率见下根据我国现行室外排水设计规范 表。表2-1污水处理厂的处理效率表处理级别处理方法主要工艺处理效率（）SSBOD一级沉淀法沉淀40 502030二级生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60 906590活性污泥法初次沉淀、曝气、二次沉淀70 956595从上表可见，二级活性污泥法的处理效率最高。但活性污泥法有多种运行方式,现将各种运行方法做一比较，见下表。表2-2活性污泥法工艺比较方法优点缺点适用对象传统活性污泥法BOD去除率高达90-95%工作稳定构造简单维护方便占地大投资咼产泥多且稳定性差 抗冲击能力较差运行费

13、用较咼出水要求咼的大中型污水厂吸附再生活性污泥法构造简单维护方便具有抗冲击负荷能力运行费用较低BOD去除率 80-90%剩余污泥量大且稳定性较差悬浮性有机物含量高的大中型污水厂完全混合活性污泥法抗冲击负荷能力强 运行费用较低 占地不多投资省BOD去除率 80-90%构造较复杂污泥易膨胀设备维修工作量大污水浓度咼的中小型污水厂氧化沟法BOD去除率 95%以上有较咼脱氮效果系统简单管理方便产泥少且稳定性好曝气池占地多投资高运行费用较咼悬浮性BOD氐有脱氮要求的中小型污水厂间歇式活性污泥法无须设置调节池SVI值较低，污泥易于沉 淀不产生污泥膨胀现象 可以进行脱氮和除磷运行操作比较烦琐曝气装置容易堵塞

14、咼浓度可生化有机废水的污水厂2.1.2工艺方案选择本项目污水处理的特点：污水的 BOD/COD=0.47,大于0.45，可生化性好，污水 的各项指标都比较高，含有大量有机物，非常有利于生物处理。废水中主要以有机物 为主，该污水含有淀粉、糖类、有机酸等溶解性有机物，并不含有害物质，该污水的 BOD和COD的含量均很高，出水要求也高，均达到 98鸠上。根据水质情况及同行业废水治理现状，技术水平，该废水采用厌氧与好氧相结合 的方法来处理，因为水量变化较大，废水首先经过调节沉淀池，调节水量；然后经过 厌氧处理装置，大大降低进水有机负荷，获得能源一沼气，并使出水达到好氧处理可 接受的浓度，再进行好氧处理

15、，最后经过混凝沉淀池进一步去除氮磷后达标排放。2.1.3厌氧处理工艺比较与选择近年来，厌氧处理技术得到很快发展，常用的先进技术有厌氧接触工艺、厌氧生 物滤池、上流式厌氧污泥床。厌氧接触工艺：厌氧接触工艺是在传统的完全混合反应器（Complete Stirred Tank Reactor，简写作CSTR的基础上发展而来的，在一个厌氧的完全混合反应器后 增加了污泥分离和回流装置，从而使污泥停留时间（SRT大于水力停留时间（HRT， 有效的增加了反应器中的污泥浓度。厌氧接触工艺用于高浓度有机污水，为了强化有机物与池内厌氧污泥的充分接触， 必须连续搅拌；同时为了提高处理效率，必须连续进水排水。但这样会

16、造成厌氧污泥 的大量流失，因此反应器后要串联沉淀池将厌氧污泥沉淀并回流至厌氧反应器。厌氧接触工艺存在以下缺点： 负荷较低，在沉淀池中的固液分离较为困难； 受污泥浓度的制约，在高的有机负荷下，厌氧接触工艺也会产生类似好氧活性污泥的污泥膨胀问题。 厌氧接触工艺系统较为复杂，反应器需要搅拌装置，运转设备多，管理比较复 杂。厌氧生物滤池：是密封的水池，池内放置填料，污水从池底进入，从池顶排出。 微生物附着生长在滤料上，平均停留时间可长达100d左右。其主优点是：处理能力较高；滤池内可以保持很高的生物浓度；不需另设泥水分离设备，出水SS较低；设备简单、操作方便等。一般要求 SS< 200mg/L。

17、而该污水的进水SS高达434mg/L,因 此，不适用此方法。上流式厌氧污泥床反应器（UASB：上流式厌氧污泥床反应器（UASB是一种高 效的生物处理装置。在反应器底部装有厌氧污泥，污水反应器底部进入，在穿过污泥 层时进行有机物与微生物的接触。产生的生物气附着在污泥颗粒上，使其悬浮于污水， 形成下密上疏的悬浮污泥层。气泡聚集变大脱离污泥颗粒而上升，能起一定的搅拌作 用。有些污泥颗粒被附着的气泡带到上层，撞在三相分离器上使气泡脱离，污泥固体 又沉降到污泥层，部分进入澄清区的微小悬浮固体也由于静沉作用而被截留下来，滑落到反应器内。UASB反应器运行的三个重要前提是： 反应器内形成沉降性能良好的颗粒污

18、泥或絮状污泥； 由产气和进水的均匀分 布所形成的良好的自然搅拌作用； 设计合理的三相分离器，使沉降性能良好的污泥 能保留在反应器内。UAS皈应器存在以下问题： 需要性能优良的气、液、固三相分离器保证其出水水质，由此也造成构造的复 杂化，并占去了一定的容积。 UASB反应器抗冲击负荷能力低，当进水的浓度低或SS高时会导致污泥大量流失，影响出水水质。表2-3多种厌氧处理方法比较表一序号工艺或技术厌氧接 触工艺厌氧浇化 床反应器上漩式厌氧污 泥床反应器两相厌氧 消化系统折板式厌 氧反应器1容积员荷较高高高较高咼2抗冲击负荷较好-般较差较好好3出水悬浮物较多较少较少少4较少较少少较少少5占地面积犬小小

19、大较小6运行控制复杂复杂真杂复杂简单7设备维修复杂复杂-般复杂般8运营费用高低低低低综合以上分析，结合该工程的实际情况，本工程污水厌氧处理装置采用上流式厌氧污泥床反应器（UASB2.1.4好氧处理工艺比较与选择有机污水经厌氧处理之后，有机物浓度大大降低，出水的 BOD COD也降低，污 水的可生化性也大大降低。因此，宜采用好氧处理。由于 UASB寸氮和磷几乎没有去 处理率，所以后面的好氧处理工艺的主要作用是去除氮和磷。近年有许多可以去除氮和磷的好氧处理工艺技术， 主要有AO工艺、UCT工艺、SBR 工艺等多种工艺。这三种工艺的优缺点如下表：表2-4常用生物脱氮除磷工艺性能特点工艺名称优点缺点A

20、b工艺同时脱氮除磷；反硝化过程为消化提供碱； 反硝化过程同时去除有机物； 污泥沉降性能好；回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响；脱氮受内回流比影 响；聚磷菌和反硝化菌都需要易降解 有机物；UCT工艺减少了进入厌氧区的硝酸盐量，提咼了 除磷效率；对有机物浓度偏低的污水， 除磷效果有所改善；脱氮效果好；操作较为复杂； 需增加附加回流系统；SBR工艺间歇运行，每一阶段都有优势菌存在； 污泥不断内循环，排泥量少，五个阶段 都在一个池内进行，省去了沉淀池和污 泥回流设施，投资和占地少；同时脱氮除磷时操作复杂；设计过程复杂；维护要求高，运行对自动控制依赖性 强；通过以上对比，结合该污水的数据资料

21、，最终选择 SBR工艺2.2工艺流程说明该淀粉厂生产废水处理工艺流程如图1-1所示图2-1淀粉废水处理工艺图对该处理工艺流程作以下说明： 废水通过格栅截留大颗粒有机物和漂浮物，由于截污量较小，采用人工清渣方式。雨季或生产不正常时排出雨水或事故废水，通过分流格栅槽中溢流口闸板控制。 一次污水提升泵，设置集水井，污水泵设置地面上露天放置（考虑环境气温不低于-3 C）,污水泵配套引水筒。 调节沉淀池在调节水量的同时，去除一部分格栅无法截留的悬浮颗粒有机物，如玉米碎粒、玉米皮、泥砂等。该池采用半地下式结构，便于沉淀物的排除。 二次污水提升泵泵房为地下式泵房，自灌启动，直接从调节池吸水，泵房出水干管上设

22、置流量计。为保证 UASB运行所需水温，在污水泵吸水井中设置蒸汽管，直接加热污水，并在水泵出水总管上设置水温自控装置，冬季污水温度偏低时，通过加热维 持在2426C左右。 UASB为主要的生化处理装置，全钢结构，地上式，考虑保温。沼气部分，设计水封 罐、气水分离器。 预曝沉淀池，要改变厌氧出水的溶解氧含量，沉淀去除UASBB水带来的悬浮污泥 该池为地上式，钢筋混凝土结构。 SBR也为半地下式，钢筋混凝土结构，运行中采用自动控制。处理出水排入市政污 水管。3. 处理构筑物的设计计算3.1分流格栅槽的设计3.1.1格栅的设计(1) 设计说明：格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的

23、顺利进行。该厂处理站仅处理生产废水，尽管SS含量不低，但较大漂浮物及较大颗粒少，格栅拦截的污染物不多，故选用人工清渣方式。栅条选圆钢，栅条宽度S=0.01m 栅条间隙b=0.02mo格栅安装倾角a =60°,便于除渣操作。(2) 设计计算最大设计污水量Qmax=190m/h=0.05m3/s污水沟断面尺寸为300mrh450mm设栅前水深h=0.3m,过栅流速v=1.0m/s栅条间隙数取9。Qmax i sin x 0.050. sin 608.6 bhv 0.02 0.3 0.9实际过栅流速 v v=Qmasin6° 二0.05 ' !600.86bhn0.02x

24、0.3x9栅槽宽度B 二 S n-1bn = 0.01 9-10.02 9 = 0.26 m栅槽实取宽度B=0.3m栅条10根。进水渠道渐宽部位的长度L1根据最优水力断面计算，进水渠道宽B1=0.2，取进水渠道渐宽部位的展开角度 卄20，则进水渠道内的流速：vi =QmaxhB10.050.3 0.2=0.83m/ s,符合要求。进水渠道渐宽部位的长度L1为B -耳2ta n 一知0.26-0.22 0.364=0.082m圆形栅条阻力系数4b= 1.7940.01 飞0.02= 0.71过栅水头损失h2 =0.710.8622 9.81sin 603 二 0.0695m，取 0.07m。取

25、h1 =0.3m栅后槽总高度 H =h g h2 =0.3 0.3 0.07 = 0.67m格栅的总长度LH10.0820.6L = L1 L2 1.0 0.5-0.0821.0 0.51.97mta n。2tan603.1.2分馏格栅槽布置在原污水沟上格栅入口下侧设闸板 1#(300mm500mm,污水站正常运行时，污水由闸板截流进入污水站。污水站发生事故时，格栅前闸板(300mrh500mm关闭，1# 闸板打开，污水分流。格栅槽总长度=闸板段长度+栅条段长度+渣水分离器筛段长度=0.5+0.4+1.1=2.0m3.2调节池的设计3.2.1设计说明根据生产废水排放规律，后续处理构筑物对水质水

26、量稳定性的要求，调节池停留 时间取8.0h o调节池采用半地下式，便于利用一次提升的水头，并便于污泥重力排入 集泥井，并有一定的保温作用，由于调节池内不安装工艺设备或管道，考虑土建结构 可靠性高时故障少，只设一个调节池。3.2.2 设计计算调节池调节周期T=8.0h3调节池应有容积 V 二TQh =8 2300/24 =8 95.83 = 766.67m调节池有效水深h有效=5.5m调节池水面面积 A =V/h =766.67/5.5 =139.4m2取池超高 h =0.5m，则池总高h f +h =6m3调节池规格 12rrM2m>5.5m，V有效=12X125.5= 792 m3.3

27、 一次污水泵设计计算3.3.1设计说明一次污水泵从集水井中吸水压至调节池，污水泵设置于地面上，不能自灌，设 置引水筒。3.3.2污水泵设置集水池50m污水泵总提升能力按Qax考虑，即 Qa=182.08m/h，选二台泵，则每台流量为33Qb=Qmax/3=60.69 m /h，取 61 m/h。选80WG污水泵三台，另备用一台，单泵提升能力70.0 nVh，扬程16.5m，电动机功率5.5kw，占地尺寸1100mm500mm集水池池底较污水厂地平面低 4.00m，平面尺寸5.0m>2.5m，安装三台80WGF亏 水泵于集水井一侧地面上，平均流量时相当于一用二备。3.3.3污水泵计算(1)

28、 污水泵流量Qb二QW3=60.69m3/h取 61 m3/h(2) 污水泵扬程 污水泵吸水管水头损失(不记引水筒水头损失)管径 DN150 v=0.94m/s，i=0.011，L=3.0m局部阻力系数：吸水管入口E 1=1.0引水筒出口E 2=0.20沿程阻力损失：hL1=iL=0.011 >3=0.033m局部阻力损失：# v20 942hM= 121.0 0.200.054m2g2 7.81 引水筒出水管水头损失管径 DN125 v=1.36m/s，i=0.026，L=1.0m局部阻力系数：引水筒出水管闸阀E =0.10沿程阻力损失：hL2=iL=0.026 >=0.026m

29、局部阻力损失：产 v21.362hM=0.100.009m2g2 7.81 污水管出水管水头损失管径 N1O0 Q=60.69mVh , v=2.1m/s , i=0.081 , L=5.0m D局部阻力系数：异径管 DV80mM00mm E 1=0.03止回阀 DN100 mmE 2=7.5闸阀 DN100 mm E 3=0.290。弯头DN100 mmE 4=0.6沿程阻力损失:hL3=iL=0.081 >5=0.41m局部阻力损失:2 2v2 140.03 7.5 0.2 0.61.87m2g2 9.81 污水泵管路总水头损失：h 1=2 皿+艺 h=(0.033+0.026+0.

30、41)+(0.054+0.009+1.87)=2.402m 污水泵的扬程污水泵提升高度：h2=4m出水管出水自由水头：h3=2.0m则污水泵所需扬程 H= h1+ h2+ h 3=2.402+4+2.0=8.402m3.4 UASB设计计算3.4.1设计说明UASB反应器是有荷兰瓦赫宁根农业大学的 GLettinga等人在20世纪70年代研 制的。80年代以后，我国开始研究UASB在工业废水处理中的应用，90年代该工艺在 处理工程中被广泛采用。UASB-般包括进水配水区、反应区、三相分离区、气室等部分。UASB反应器的 工艺基本出发点如下： 为污泥絮凝提供有利的物理-化学条件，厌氧污泥即可获得

31、并保持良好的沉淀 性能； 良好的污泥床常可形成一种相当稳定的生物相，能抵抗较强的冲击。较大的絮体具有良好的沉降性能，从而提高设备内的污泥浓度； 通过在反应器内设置一个沉淀区，使污泥细颗粒在沉淀区的污泥层内进一步絮 凝和沉淀，然后回流入反应器。UASB处理有机工业废水具有以下特点： 污泥床污泥浓度高，平均污泥浓度可达 2040gVSS/L 有机负荷高，中温发酵时容积负荷可达 812kgCOD/(rhd)； 反应器内无混合搅拌设备，无填料，维护管理较简单； 系统较简单，不需另设沉淀池和污泥回流设施。本工程所处理淀粉生产废水，属高浓度有机废水，生物降解性好，UASB反应器作 为处理工艺的主题，拟按下

32、列参数设计。3a设计流量 2300m /d，即 95.83m/h ；进水浓度 COD Cr=9500mg/L容积负荷：Z=6.5kgCOD/(m )产气率：r=0.4 m /COD污泥产率：X=0.15kg/kgCOD3.4.2 UASB反应器工艺构造设计计算(1) UASB&容积计算UASB、容积V = QSlNv完美WORD格式式中Q 设计处理流量，mVdS 去除的有机污染物浓度，kg/m32容积负荷，kgCOD/(m -d)则 v/300 94 88%=2717.9m3选用四个池子，每个池子的体积为Vi' =V/4=2717.9/4=679.5m3，取680ml假定UAS

33、B体积有效系数90%则每池的总容积为 V =680/90%=755.6m3若选用直径为© 7000mn的反应器4个则其水力负荷约为 2= 95T =m3/(m2 )，基本符合要求。:. 7若反应器总高为H=18.0m二 D2反应器容积为vH472318 = 692.7m3有效反应容积约为 V '=692.7 >90%=623.4 m(2) 工艺构造设计反应器内最重要的部件是三相分离器，用来进行气、液、固三相的分离(如图1-1 )，因此对UASB的工艺构造设计主要就是设计三相分离器，它的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和

34、获得良好的出水水质起十分重要的作用完美WORD格式根据已有的研究和工程经验，三相分离器应满足以下几点要求： 沉淀四壁倾斜应在45°60°之间； 沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/（m2h）以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽底 缝隙的流速不大于2.0m/h ; 分离器（两个或多个）间的空隙表面积应是反应器截面积的15%20% 气体收集高度当反应器为57m时，应在1.52.0m之间； 为使气体释放及便于去除浮渣，应保持足够液气接触面积； 在出水前应设挡板； 分离气体的挡板与分离器壁重叠 20cm以上，以免出流气泡进入沉淀区； 出气管直径应足够大，使气室中气体较易排出。三相分离器设

35、计须确定三相分离区数量，大小斜板尺寸、斜角和相互关系。A.小斜板（反射锥）临界长度计算反射锥临界长度计算公式（该公式的推导便是依据以上三相分离器的设计要求得 出的）为：AOIq/L N U P r 丨sin -式中q 通过缝隙的流量，m/h ；l回流缝隙长度，mN缝隙条数；UP一一气泡的上升速度，m/s；r上斜板到器壁的距离，mB下斜板与器壁的夹角。且式中UP由斯拖克斯公式计算：Up =暑订 dg2式中U 气泡的上升速度，m/s;B气泡碰撞系数；2g重力加速度，m/s ;P i液体密度，kg/m3P g气体密度，kg/m3卩液体动力粘度，kg/(m )dg气泡直径，m且 卩=YP 1式中丫液体

36、的动力粘滞系数，m/s设 水温T=25C,气泡直径d g=2X10-4m,33废水密度 p l=1.02 X10 kg/m，气体密度 p g=1.15 kg/m ，净水动力粘度丫 =8.9 X10-7 m2/s取 B =0.95则净水动力粘度为：卩，=YP 1=8.9 X10-7 XI.02 X1O3=9.O78 X10-4 kg /(m )因处理对象为废水，卩比净水的'大，取其值为净水的2.5倍，则废水动力粘度为：3卩=u'X2.5=2.27 X0- kg /(m)气泡在静止水中的上升速度为：Up =匹(Pl Pg dg2 =(1.02X03 15取(2如0* f =9.3

37、X0-3 m/s18#18x2.27X0单池处理水量为：95.831“-3 3,q= x=6.66 X0 m/s43600设计回流缝数量n=1 ,宽度 r=0.6m ,下斜板倾角a =54°，即3=36°回流缝长度 L=(3.5-0.2-0.3)X2X=18.85m下斜板临界长度：AOq/L N Up r =.初 6.66 10/18.85 1 9.3 10”0.6 =1.02m取小斜板长度L小=1.5AO' =1.6m,其水平L小水平=0.94m,垂直L小垂直=1.29m三相分离器设计如图1-4所示。图中 D=1.9m, D2=5.2m， D3=4.6m,a 1=

38、53.1 °，a2=54.3大集气罩的收气面积占总面积的比例为A3 / A = ° 护-二43% 符合要求72 二沉淀区面积 S 二丄二(7 一 0.6)2 一 1 二 1£2 二 29.3 (xm)44沉淀区负荷为0.53m/h，符合要求。95 83 / 4回流缝的过水流速为：v= 95.83/4 =2.19 (m/h)符合要求18.2 疋 0.6UASBS 计结果：D=7.0mH=15.0m其中超高H=0.3m三相分离器高度H=5.5m反应区高F3=7.5m反应器底污泥区高H4=1.7m集气罩顶直径D=1.9m大斜板长L大=2.83m倾角 a 2=54.3 &

39、#176;小斜板长L小=2.0m倾角a 1=53.1 °(3) 脱气条件校核如果水是静止得，则沼气将以 Uk0.91.0cm/s的流速上升，可以进入气室中 但由于在三相分离器中，水是变相流动，因此沼气气泡不仅获得了水的加速，而且运 动发生了方向改变。气泡进入气室，必须保证满足以下公式要求：U/v > L2/L 1式中U p气泡垂直上升速度；v气泡实际缝隙流速；L2回流缝垂直长度；专业整理知识分享Li小斜板与大斜板重叠长度;根据三分离器设计结果，得：Up /v 二0.93TO2.19 100 -V3600 丿= 15.29L2/L-0.6 tg53.15.2-4.6 - tg53

40、.1.- 2-2.0可见UP/v >> L2/L1，满足脱气条件要求。3.4.3布水系统的设计计算(1)设计说明为了保证四个UAS皈应器运行负荷的均匀，并减少污泥床内出现沟流短路等不利 因素，设计良好的配水系统是很必要的，特别是在常温条件下运行或处理低浓度废水 时，因有机物浓度低，产气量少，气体搅拌作用较差，此时对配水系统的设计要求高二次泵房出水，直接向四台 UASB反应器供水，布水形式为两两分中。各台 UASB 反应器进水管上设置调节阀和流量计，以均衡流量。在UASB反应器内部采用适应圆池要求的环行布水器。反应器布水点数量设置与处理流量、进水浓度、容积负荷等因素有关，本次设计2拟

41、每24m设置一个布水点。(2)设计计算布水器设置16个布水点，每点负荷面积为S =1/16汉工汉 D2 =2.4 ( m)4布水器环管一根，支管4根，环管上(即外圈)设12个布水点，支管上设4个布水点，布水点共16个按均匀布置原则，环管（外圈）环径 5.6m，支管内圈环径为2.5mUASB反应器布水器中心管流量为q =95.83 丄（m3/h） =0.00666（m3/s）4中心管流速为0.8m/s，则中心管管径为d。=103mm，取 d0=103mm布水器支管均分流量为0.0017m3/s，支管内流速选为1.2 m/s ,则管径计算为di =42.02mm 取 di =45 mm环管均分流量

42、为12 0.00666 =0.005 m3/s，环管流速假定为1.5 m/s，则环管管 16径计算为0.065 mm,取环管管径d2 =65 mm布水孔16个，流速选为1.5 m/s，孔径计算为0.023m,取孔径d3=25 mm布水器水头损失计算。尽管布水器为环状，但当运行稳定、不堵塞，且配水均匀条件下，可按枝状管网计算其水头损失。如图1-5所示图中 q1=0.0017 m3/s3q2 =0.00125 m /s3q3 =0.00083 m /s3q4=0.00042m/s相应管段的管径、流量、流速及水头损失如下DN45q=1.7L/s，v=1.07m/s，hL =300mmDN45q=1.

43、25L/s，v=0.79m/s，h =200mmDN65q=1.25L/s，v =0.38m/s，h =7.0mmDN65q=0.83L/s，v =0.25m/s，h =6.6mmDN65q=0.42L/s，v=0.13m/s，hL =4.6mm合计水头损失为518.2 mm,加上局部损失，总水头损失约为 770 mm(3)布水器配水压力计算布水器配水压力H4按下列公式计算。H 4 = hi h2 h3式中m 布水器配水时最大淹没水深，mh2 uasb反应器水头损失，mh3 布水器布水所需自由水头，m其中 h1 =9.5mHOh2 =0.8mHOh3 =2.5mHO贝 UH4=12.8mHO3

44、.4.4出水渠设计计算每个UASB反应器沿周边设一条环行出水渠，渠内侧设溢流堰，出水渠保持水平,出水由一个出水口排出。(1) 出水渠设计计算环行出水渠在运行稳定，溢流堰出水均匀时，可假设为两侧支渠计算。单个反应器流量6.66L/S，侧支渠流量为3.33 L/s。根据均匀流计算公式q = K iK 二 WC、 RcR16n式中q渠中水流量，m/s ；i 水力坡度，定为i =0.005 ;k流量模段，m/s ；C谢才系数；w过水断面面积，m；R水力半径，m；n粗糙度系数，钢取n =0.012。计算得 K =q J =3.33 10J 0.005 二 0.047 ( mVs) 假定渠宽b=0.15m

45、,则有W=0.15hX=2h+0.15R=W/X=0.15h/(2h+0.15)式中h渠中水深，m；X渠湿周，m。代入 K =W 1 R16 R12n即 K =W丄R2 3n23则有0.047 =0.15h0.0120.15 2h解方程得：h=0.042(m)可见渠宽 b=0.15(m)，水深 h=0.042(m)则渠中水流流速约为q 3.33 10v0.53(m/s) >0.40m/sW 0.15 0.042符合明渠均匀流要求。(2) 溢流堰设计计算每个UASB反应器处理水量6.66 L/s，溢流负荷为12 L/ (m - s)设计溢流负荷取f =1.0 L/ (m - s)，则堰上水

46、面总长为设计90°三角堰，堰高H=40mm堰口宽B=80mm堰上水头h=20mm则堰口水面宽 b=40mm三角堰数量n =丄色66 =166.5(个)设计取n=160(个)b 4010出水渠总长为 3.14(7-0.3)=21.05(m)设计堰板长(80+130) X0=210(mm,共10块，每块堰10个80mm® 口，10个间隙。堰上水头校核：每个堰出流率为q=6.66 10=6.66 10(m3/s)100按90°三角堰计算公式q=1.43h52则堰上水头为h =(q/1.43)0.4 珂666 10冷0.4 =0.019(m)1.433.4.5 UASB排

47、水管设计计算单个UAS皈应器排水量6.66 L/s，选用DN125钢管排水，v约为0.54 m/s,充满 度为0.5，设计坡度0.01。四台UASB反应器排水量26.64 L/s，选用DN200钢管排水，v约为0.85 m/s,充 满度(设计值)为0.6，设计坡度0.006。UASB反应器溢流出水渠由短立管排入 DN125排水支管，再汇入设于 UASBt道下 的DN200排水总管。3.4.6排泥管的设计计算(1) 产泥量的计算r=0.15kg 干泥/ (kgCOD d)设计流量Q=95.83m3/h进水 COD浓度 S o=95OOmg/LCOD 去除率 E=98.9%则UASB反应器总产泥量

48、为 ：X =rQSr 二 RQ&E =0.15 2300 6 0.88 = 1821.6kg /d每池产泥二 X / 4 二 455.4kg / d设污泥含水量为98%因含水率P> 95%取p =1000kg/m3，则污泥产量为3-91.08(m3/d)1821.6 1x1000(1 -98%)每池排泥量3Qsi =91.08/4 =22.77( m3/d)(2) 排泥系统设计因处理站设置调节沉淀池，故进入 UASB中砂的量较少，UASB产生的外排污泥主 要是有机污泥，故UASE只设底部排泥管，排空时由污泥泵从排泥管强排。UASB®天排泥一次，各池污泥同时排入集泥井，再

49、由污泥泵抽入污泥浓缩池中。 各池排泥管选钢管，DN150四池合用排泥管选用钢管DN200该管按每天一次排泥时 间 1.0h 计，q 为 26.62 L/s，设计充满度 0.6，v 为 0.90 m/s 。3.4.7沼气管路系统设计计算(1)产气量计算设计流量Q=95.83m/h进水 CODcr =9500mg/LCO去 除率 E=88%3产气率E=0.4 m气/kgCOD则总产量为3G =eQSr =eQS°E =95.83 8.36 0.88 0.4 =282(m / h)每个USAB反应器产气量Gi 二G /4 =70.5(m3/h)(2) 沼气集气系统布置由于有机负荷较高，产气

50、量大，每两台反应器设置一个水封罐，水封罐出来的沼 气分别进入气水分离器，气水分离器设置一套两级，共两个，从分离器出来去沼气贮 柜。集气室沼气出气管最小直径为 DN100且尽量设置不短于300mn的立管出气，若 采用横管出气，其长度不宜小于150mm每个集气室设置独立出气管至水封罐。(3) 沼气管道计算 产气量计算每池产气量为70.5 m3/h，则大集气罩的出气量为 G1二G 43% =30.32(m3/h)小集气罩的出气量为 G2二G 57% =40.18(m3/h)该沼气容重为r=1.2kg/m 3，换算为计算容重r' =0.6 kg/m 3的出气量分别为G； = G沦 TiTi7

51、= 30.32 汉 42= 42.88(m3 / h)Gi2 =Gi2 、2 =56.82(m3/h) 沼气管道压力损失计算沼气出气管的流速分别为Gi142.88d20.12 3600G256.82= 2.01(m/s)44兀20.136004vi及V2远小于5m/s，符合规范对流速的要求。沼气收集管道压力一般较低，约为200300mmH,其管道内气体压力损失可按下式计算。0 =G2rL/K2D5式中L管道长度，mG气体容重为0.6 kg/m 3时的流量，nVh ；r气体容重，kg/m ；K摩擦系数；D管径，cm=计算公式中K"d5查给水排水设计册得 £=35000。对大集

52、气罩出气管， DN10Q G 1=47.88 m3/h，L=15m v=0.70 m/s，则计算出 hi=0.24mmH，局部损失为h =22%<h=0.0528 mmHO,总压力损失为h =h hj =0.293(mmH2O)对小集气罩出气管，DN100 G 2=56.82 ni/h , L=10m v=0.93m/s，则计算出 hi =0.22 mmHO,局部损失为hj=34%<h=0.0748mmH,总压力损失为h 二h hj =0.295(mmH2。)可见沼气管道压力损失均很小。因此，对于沼气贮柜之前的低压沼气管道，可以 认为管路压力损失为0,这种水封罐的水封取与集气槽里面的压力减去沼气柜的压力 的值即可，这样计算偏于安全。(4) 水封罐的设计计算水封罐一般设于消化反应器和沼气柜或压缩机房之间，起到调整和稳定压力，兼作隔绝和排除冷凝水之用。UASB反应中大集气罩中出气气体压力为 pi=1.0mH20(1mhO=9800Pa，小集气罩中 出气气体压力为p2=2.5mH0(1mH0=9800Pa，则两者气压差为=P =巳-P| =1.5(mH2O)故水封罐中该两收气管的水封深度差